JPH06101459A - 内燃機関の回転速度制御装置 - Google Patents

内燃機関の回転速度制御装置

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JPH06101459A
JPH06101459A JP25159492A JP25159492A JPH06101459A JP H06101459 A JPH06101459 A JP H06101459A JP 25159492 A JP25159492 A JP 25159492A JP 25159492 A JP25159492 A JP 25159492A JP H06101459 A JPH06101459 A JP H06101459A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
converter device
idle
electric heating
Prior art date
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Pending
Application number
JP25159492A
Other languages
English (en)
Inventor
Seuso Marugonato Ribeiro Jiyoze
セウソ マルゴナト リベイロ ジョゼ
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Publication of JPH06101459A publication Critical patent/JPH06101459A/ja
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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】電気加熱触媒コンバータ装置を有する内燃機関
において、アイドル運転時に電気加熱触媒コンバータ装
置が加熱作動した時に起きる電圧降下を防止する。 【構成】アイドルスイッチ17と電気加熱触媒コンバー
タ装置の加熱をON・OFFするEHCスイッチ9と吸
入空気流量をアイドル運転時に増大制御するFICDバ
ルブ16を備え、アイドル運転時に電気加熱触媒コンバ
ータ装置の加熱作動状態を検出した時に、FICDバル
ブ16を開作動し、アイドル回転数を増大させることに
より、発電エネルギー量を増大させ、電圧降下を防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気加熱触媒コンバー
タ装置を有する内燃機関の回転速度制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の排気通路に介装されて排気中
のCO、HC、NOx等の汚染物質を浄化する排気浄化
触媒コンバータ装置は、所定の活性化温度に達するまで
昇温した状態でないと充分な触媒作用を奏することがで
きず、例えば、機関の冷間始動直後等には、排気浄化性
能が充分なレベルに達するまでに相当の時間が掛かって
しまう。
【0003】このため、触媒を担持する触媒担体を冷間
時に加熱する電熱ヒータを内蔵したり、触媒担体自体を
電熱ヒータ構造とすることが従来から考えられている。
一方、触媒担体として、近年、熱容量や圧力損失の点で
有利な金属製触媒担体を適用したものが考えられてお
り、この金属製触媒担体は金属板から構成されているた
め、この金属板自体を発熱抵抗体つまり電熱ヒータとし
て利用するようにした排気浄化用触媒コンバータ装置が
提案されている。(例えば実開昭63─67609号公
報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の電気加熱触媒コンバータ装置、特に金属性触媒担
体を電熱ヒータ構造とするものにあっては、大量の電気
エネルギーを消費するため、アイドル運転時においては
その電力消費が発電機の発電能力を越えるために、バッ
テリーからの放電が行われ、電圧降下を招いてしまうと
いう問題があった。
【0005】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、アイドル運転時に電気加熱触媒コンバ
ータ装置の加熱作動を検出した場合に、アイドル回転数
(以下、回転速度を回転数で代表する。)を上昇させる
ことで、発電機の発電エネルギー量を増加させ、電圧降
下を防ぐことができるようにした電気加熱触媒コンバー
タ装置を有する内燃機関の回転数制御装置を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため本発明に係る内
燃機関の回転数制御装置は、図1に示すように、内燃機
関により駆動される発電機と、発電機から発生するエネ
ルギーを充電されるバッテリーと、排気通路に介装され
冷間時にバッテリーの電力により加熱される電気加熱触
媒コンバータ装置とを有する内燃機関において、アイド
ル運転状態を検出する手段と、電気加熱触媒コンバータ
装置の加熱作動状態を検出する手段とを設け、アイドル
運転時に電気加熱触媒コンバータ装置の加熱作動を検出
した場合に、吸入空気流量を増大制御させる手段を吸気
系に設けた構造とした。
【0007】
【作用】かかる構成において、アイドル運転状態の検出
および電気加熱触媒コンバータ装置の加熱作動状態の検
出をすることにより、アイドル運転時に電気加熱触媒コ
ンバータ装置の加熱作動を検出した場合に、吸気系に設
けた吸入空気流量を増大制御させる手段によってアイド
ル回転数を上昇させられる。
【0008】したがって、本内燃機関により駆動される
発電機の回転数を上昇させることができるため、発電機
の発電エネルギー量が増加し、電圧降下を防ぐことがで
きる。
【0009】
【実施例】以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図2において、内燃機関1の排気通路2には電
気加熱式メタルモノリス触媒コンバータ装置(以下EH
Cという)3が、主モノリス触媒4の上流側に介装され
る。かかるEHC3は、バッテリー5の電力により通電
加熱可能なように設けられている。バッテリー5は、内
燃機関1のクランクプーリ6によりベルト7を介して駆
動される発電機8により充電可能なように設けられてい
る。また、機関冷間時にEHC3を加熱作動させるEH
Cスイッチ9が設けられている。
【0010】一方、内燃機関1の吸気側にはエアクリー
ナ10、吸気ダクト11、スロットルチャンバ12およ
び吸気マニホールド13が設けられ、それらを介して空
気が吸入される。スロットルチャンバ12には、図示し
ないアクセルペダルと連動するスロットル弁14が設け
られていて、吸入空気流量を制御する。スロットル弁1
4をバイパスする補助空気通路15の途中には、負荷量
の大きいアイドル運転時に、コントロールユニット21
から送られるパルス信号のデューティ比に応じて開度が
調整されるファーストアイドルコントロールデバイス
(以下FICDという)バルブ16が設けられていて、
これにより補助空気流量を制御することにより、負荷量
が大であるときのアイドル回転数が制御される。スロッ
トル弁14には、その全閉位置でONとなるアイドルス
イッチ17が付設されている。
【0011】パルス信号のデューティ比はコントロール
ユニット21により制御されるが、本発明に係るアイド
ル回転数制御のために、コントロールユニット21には
各種センサからの信号が入力される。前記各種のセンサ
としては、クランク角センサ18が設けられ、その信号
により機関回転数RPMが算出される。また、内燃機関
1のウォータジャケット19に臨んで機関冷却水温度
(以下水温という)に対応する電圧信号を出力する水温
センサ20が設けられており、該水温センサ20で検出
された水温が所定値以下の冷間時には前記コントロール
ユニット21からの制御信号により、前記EHCスイッ
チ9がONとされるようになっている。
【0012】次に、図3に示すフローチャートに従っ
て、コントロールユニット21によるアイドル回転数制
御を説明する。ステップ1(図ではS1と記してある。
以下同様)では、アイドルスイッチ17によりアイドル
運転状態であるか否かを検出し、NOの場合は本フロー
から抜け出す。YESの場合はステップ2へ進む。ここ
で、アイドルスイッチ17とこのステップ1の機能によ
り、アイドル運転状態検出手段が構成される。
【0013】ステップ2では、水温センサ20により機
関冷間状態を検出し、例えば水温60℃以下の時に加熱
作動するよう予め設定されているEHCスイッチ9のO
N・OFF信号により、EHC3が加熱作動しているか
否かを判断する。NOの場合は本フローから抜け出す。
YESの場合はステップ3へ進む。ここで、EHCスイ
ッチ9とこのステップ2の機能により、電気加熱触媒コ
ンバータ装置の加熱作動状態検出手段が構成される。
【0014】ステップ3では、EHC3の加熱作動状態
検出が初回であるか否かを判断する。YESの場合はス
テップ4へ進む。NOの場合はステップ6へ進む。ステ
ップ4では、EHC3の加熱作動状態を検出した直後で
あるので、速やかなアイドル回転数の増大が必要である
と判断して、直ちに目標デューティ比(図3、図4に示
すDuty)、目標機関回転数(図3に示すrpm
)を演算により求め、つづいてステップ5へ進み、F
ICDバルブ16のソレノイド駆動信号として前記Du
tyを初期セットし、直ちにFICDバルブ16への
通電を開始して開作動させる。
【0015】ステップ6は、ステップ3においてEHC
3の加熱作動状態検出が初回で無いと判断した場合で、
増大させたアイドル回転数を回転数変動を良好に抑制で
きる範囲で必要最小限の目標値に収束させるために、検
出された機関回転数RPMと目標機関回転数rpmと
を比較する。そして、RPM>rpmならばステップ
7へ進み、RPM<rpmならばステップ8へ進む。
【0016】ステップ7は、RPM>rpmの場合で
ありデューティパルス信号のON時間を減少させるよう
な、一方、ステップ8は、RPM<rpmの場合であ
りデューティパルス信号のON時間を増大させるような
信号を送ることで、FICDバルブ16の開作動時間を
制御することにより、アイドル回転数のフィードバック
制御をおこなう。以上ステップ3からステップ8までの
機能とFICDバルブ16とにより、吸入空気流量増大
制御手段が構成される。
【0017】本制御方法により、アイドル運転時のEH
C3の加熱作動時には、初期セットされたDutyに
よる制御で、直ちにアイドル回転数の増大が可能で、発
電機8の発電エネルギー量を増大させることができる。
さらに、その後のアイドル回転数をフィードバック制御
することでアイドル回転数の安定を図ることが可能であ
る。
【0018】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。本実施例は第一の実施例に対しエアコンが付設さ
れた場合についてのものである。本実施例の構成を示す
図5は、図2に対しておよびエアコン(以下A/Cとい
う)22およびエアコンスイッチ23が追加されてい
る。A/C22は、内燃機関1のクランクプーリ6より
ベルト7を介して駆動される。エアコンスイッチ23
は、A/C22をON・OFFさせ、その作動状態を検
出する。コントロールユニット21には、第一の実施例
で説明した他にエアコンスイッチ23の信号が入力され
る。その他の構成は、第一の実施例で説明したものと同
一である。
【0019】次に、図6に示すフローチャートに従っ
て、コントロールユニット21によるアイドル回転数制
御を説明する。ステップ1、ステップ2では前記実施例
と同様に、アイドル運転状態の検出およびEHCスイッ
チ9のON・OFF信号によるEHC3の加熱作動判断
を行う。ステップ2の判断が、NOの場合はステップ9
に進む。YESの場合はステップ12へ進む。
【0020】ステップ9では、A/C22が作動してい
るか否かを判断する。NOの場合には、ステップ11に
進み、FICDバルブ16を閉作動させ、本フローから
抜け出す。YESの場合はステップ10へ進む。ステッ
プ10は、アイドル運転状態において、A/C22のみ
が作動している場合であり、該A/C22のみ作動時の
負荷に応じた目標デューティ比(図6、図7に示すDu
ty)、目標機関回転数(図6に示すrpm)を演
算により求める。
【0021】同様に、アイドル運転状態において、ステ
ップ2でEHC3が加熱作動していると判断され、ステ
ップ12でA/C22が作動していないと判断される
と、ステップ13において、EHC3のみ加熱作動時の
負荷に応じた目標デューティ比(図6、図7に示すDu
ty)、目標機関回転数(図6に示すrpm)を演
算により求める。
【0022】また、アイドル運転状態において、ステッ
プ2でEHC3が加熱作動していると判断され、ステッ
プ12でA/C22が作動していると判断されると、ス
テップ14において、これら2つの作動時の負荷に応じ
た目標デューティ比(図6、図7に示すDuty)、
目標機関回転数(図6に示すrpm)を演算により求
める。
【0023】前記各負荷に応じたデューティ比を求めた
後は、各々ステップ3へ進み、前記各負荷装置の作動状
態検出が初回であるか否かを判断して、初回であればス
テップ5へ進む。初回でなければステップ6へ進む。ス
テップ5では、FICDバルブ16のソレノイド駆動信
号として、前記各負荷に応じたデューティ比(図6で
は、Duty(n)と示した)を初期セットし、FIC
Dバルブ16への通電を開始して開作動させる。
【0024】ステップ6以降は、前記実施例と同様にア
イドル回転数のフィードバック制御を行う。本実施例に
よれば、負荷に応じてアイドル回転数を可変に設定でき
るため、きめ細かなアイドル回転数制御ができ、延いて
は燃料消費量の低減も図れる。つぎに、前記制御方法の
デューティパターンを学習制御して、より応答性の改善
を図った第三の実施例の制御を図8のフローチャートに
従って説明する。図8は図6で示されるフローチャート
に追加して、ステップ7、8の後ステップ15へ進み、
学習が行われる。
【0025】即ち、ステップ15において、デューティ
比減少あるいはデューティ比増加を5回繰り返している
と判断したならばDuty、、を更新し、機関運
転状態、デューティパターンを不揮発性メモリに記憶す
る。本方法によれば、Duty、、を学習によっ
て、より適切な値に更新するため、EHC3加熱作動直
後のアイドル回転数の増大を短時間に行いつつ、機関回
転数の収束性を高めることが可能である。更に、機関経
時変化に基づく回転数変動をも吸収することができる。
【0026】尚、上記各実施例において、補助空気流量
を増大制御させる手段は、FICDバルブ16の制御に
限定されるものではなく、負荷量少時のアイドル回転数
制御を行うAACバルブ等の補助空気制御バルブの容量
を、負荷量大時にまで対応できるように増大したものを
用いて制御させてもよいし、直接スロットルバルブの全
閉状態を制御するもので適用してもよい。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る電気加
熱触媒コンバータ装置を有する内燃機関の回転数制御装
置は、アイドル運転時に電気加熱触媒コンバータ装置が
加熱作動した時に、吸気系に設けた吸入空気量を増大制
御させる手段によりアイドル回転数を増大させること
で、発電機の発電エネルギー量を増大させることができ
るので、電圧降下を防止できると共に、負荷増大による
アイドル回転数変動をも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成、機能を示すブロック図
【図2】本発明の第一の実施例にかかる内燃機関の回転
速度制御装置のシステム図
【図3】本発明の第一の実施例にかかる内燃機関の回転
速度制御のフローチャート
【図4】図3に係るデューティ比における、FICDバ
ルブの駆動用パルス信号の一例
【図5】本発明の第二の実施例にかかる内燃機関の回転
速度制御装置のシステム図
【図6】本発明の第二の実施例にかかる内燃機関の回転
速度制御のフローチャート
【図7】図6にかかるデューティ比における、FICD
バルブの駆動用パルス信号の一例
【図8】図6のフローチャートにかかる学習制御に関す
るフローチャート
【符号の説明】
1 内燃機関 3 電気加熱触媒コンバータ装置(EHC) 5 バッテリー 8 発電機 9 EHCスイッチ 15 補助空気通路 16 FICDバルブ 17 アイドルスイッチ 18 クランク角センサ 21 コントロールユニット
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 43/00 301 L 7536−3G T 7536−3G 45/00 312 D 7536−3G 395 A 7536−3G

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関により駆動される発電機と、発電
    機から発生するエネルギーを充電するバッテリーと、排
    気通路に介装され機関冷間時にバッテリーの電力により
    加熱される電気加熱触媒コンバータ装置とを有する内燃
    機関において、アイドル運転状態を検出する手段と、電
    気加熱触媒コンバータ装置の加熱作動状態を検出する手
    段とを設ける一方、アイドル運転時に電気加熱触媒コン
    バータ装置の加熱作動を検出した場合に、吸入空気流量
    を増大制御させる手段を吸気系に設けたことを特徴とす
    る内燃機関の回転速度制御装置。
JP25159492A 1992-09-21 1992-09-21 内燃機関の回転速度制御装置 Pending JPH06101459A (ja)

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